Giorgio Parisi, el Nobel de Física que estudió el desorden
El Premio Nobel de Física de 2021 se otorgó conjuntamente al italiano Giorgio Parisi —con la mitad del premio— y a Syukuro Manabe y Klaus Hasselmann, con un cuarto cada uno.
La motivación de Parisi fue el estudio de la interacción entre el desorden y las fluctuaciones en sistemas físicos, desde la escala atómica hasta la planetaria. Es una formulación abstracta y vale la pena traducirla, porque describe uno de los cambios de enfoque más importantes de la física del siglo XX.
Qué es un sistema complejo
Un sistema complejo es uno con muchos elementos que interactúan, donde el comportamiento del conjunto no se deduce del de sus partes.
Es el problema que la física clásica había evitado. Sabemos describir con enorme precisión una partícula, dos partículas, un planeta orbitando otro. No sabemos, con las mismas herramientas, describir un vidrio, el clima, una bandada de estorninos girando sobre Roma o un mercado financiero: no porque las leyes cambien, sino porque el número de interacciones vuelve inútil el enfoque partícula por partícula.
Los vidrios de espín, y por qué importan
El objeto original del trabajo de Parisi fueron los vidrios de espín: materiales magnéticos desordenados, donde las orientaciones magnéticas no se alinean en un patrón regular como en un imán común sino que quedan atrapadas en configuraciones frustradas.
Suena a un problema técnico muy estrecho. Lo notable es lo que ocurrió después: las herramientas matemáticas desarrolladas para describirlos resultaron aplicables a problemas completamente alejados de la física de materiales.
| Campo | Aplicación de esas herramientas |
|---|---|
| Ciencia de materiales | Vidrios, aleaciones, sistemas desordenados |
| Biología | Plegamiento de proteínas, comportamiento colectivo animal |
| Informática | Problemas de optimización, redes neuronales y aprendizaje automático |
| Ciencias sociales | Modelos de comportamiento agregado |
Esa transferencia es la razón de fondo del premio. No se reconoció el descubrimiento de un fenómeno sino la construcción de un lenguaje que sirve para muchos.
Por qué agruparlo con dos climatólogos
La composición del premio de 2021 desconcertó a algunos: dos investigadores del modelado climático y un físico teórico del desorden.
La lógica es coherente: el clima es el sistema complejo por excelencia. Manabe y Hasselmann construyeron modelos capaces de extraer señal —el efecto del dióxido de carbono— de un sistema saturado de fluctuaciones caóticas. Parisi desarrolló la teoría general de cómo se comportan esos sistemas.
Fue la primera vez que la Academia reconoció explícitamente el campo de los sistemas complejos, y la agrupación era la manera de decirlo.
Una idea suya sobre cómo se investiga
Parisi, nacido en Roma y una de las figuras internacionales de referencia en física estadística, describía su oficio en términos poco heroicos: la física consiste ante todo en identificar fenómenos nuevos, y para reconocer lo nuevo mientras ocurre hay que estar preparado para verlo.
Es una descripción modesta de un trabajo que en su caso consistió en mirar un material aparentemente irrelevante y encontrar en él la estructura matemática de media docena de disciplinas.
El lado chileno de este campo
Los sistemas complejos son uno de los terrenos donde la investigación chilena tiene presencia consolidada, en particular en física estadística, redes y comportamiento colectivo. Es también un área donde la cooperación con Italia funciona bien, porque no requiere infraestructura pesada: se trabaja con datos, modelos y capacidad de cálculo, y eso viaja.
Preguntas frecuentes
¿Por qué recibió el Nobel Giorgio Parisi?
Por el descubrimiento de la interacción entre el desorden y las fluctuaciones en sistemas físicos, desde la escala atómica hasta la planetaria. Recibió la mitad del premio de Física de 2021.
¿Con quién lo compartió?
Con el japonés-estadounidense Syukuro Manabe y el alemán Klaus Hasselmann, que recibieron un cuarto cada uno por su trabajo sobre el modelado del clima terrestre.
¿Qué es un sistema complejo?
Un sistema con muchos elementos que interactúan, donde el comportamiento del conjunto no se deduce del de sus partes. El clima, un vidrio, una bandada de estorninos y un mercado son ejemplos.
¿Qué son los vidrios de espín?
Materiales magnéticos desordenados que fueron el objeto original de su trabajo. Las herramientas matemáticas desarrolladas para describirlos resultaron aplicables a problemas muy alejados de la física de materiales.
¿Qué tienen que ver con las redes neuronales?
Que los métodos surgidos de esa física del desorden se usan en el estudio de sistemas de aprendizaje automático, que también son sistemas de muchos elementos interconectados.
¿De dónde es Parisi?
Nació en Roma y es una de las figuras internacionales de referencia en física estadística. Tenía 73 años al recibir el premio.
¿Por qué su premio se agrupó con dos climatólogos?
Porque los tres trabajaron sobre sistemas complejos: dos aplicándolo al clima y el tercero a la teoría general. Fue la primera vez que la Academia reconoció explícitamente ese campo.